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二、CPU故障
排除电源故障后,仍出现黑屏,无声响等关键性故障现象,则应首先检查CPU是否工作,再检查BIOS芯片是否工作,最后检查CPU芯片本身。根据笔者的经验,由于CPU芯片本身的故障率比较低,因此,CPU的故障大多是CPU工作输入信号不正常造成的或BIOS芯片有故障引起的。
CPU工作的基本输入信号有三个,一是系统复位信号RESET;二是系统时钟信号CLK;三是CPU就绪信号READY。对于RESET信号可以通过检测ISA插槽中的B02复位驱动信号是否具有一个正脉冲,如果没有则是系统复位故障,应重点检查复位信号产生电路,或PC信号和RC信号线路的逻辑关系等。接着测试产生RESET信号的时钟处理芯片的RESET输出端。若无RESET信号,再测试时钟处理芯片的PG信号输入端,正常开机时有一个TTL电平的跳变信号,否则是主机电源的故障。对于CLK信号可以通过检测ISA插槽中的B20系统时钟信号是否具有一个标准的TTL电平脉冲方波,有脉冲则说明CLK信号正常,反之CLK有故障,应重点检查时钟信号产生电路,传输线路及相关芯片的逻辑关系等。接着关机后用万用表测CPU的CLK引脚对地的阻值是否存在短路现象,若无短路,说明时钟脉冲发生器电路有故障;若短路,则检查传输线路及相关逻辑关系等。对于READY信号,可以在开机前将逻辑笔放在CPU的READY信号引脚上,然后开机观察,如果READY信号一直保持高电平状态,则说明CPU工作不正常,一直处于等待状态;若一直为低电平状态,则多为等待状态逻辑电路发生故障。
如果CPU的三个输入信号正常,开机还是呈黑屏,而且无声响,就要考虑是否是BIOS芯片有故障,反复利用开机瞬间测试BIOS芯片的片选引脚CS,若发现是低电平,则说明正常,否则,BIOS芯片未被选中。接着测试BIOS芯片的允许信号输出引脚OE,若是低电平,则表示允许BIOS内部数据正常输出到数据总线上,否则是BIOS芯片本身损坏。排除B对于第一个方面,在各层次的总线中,任何一种类型的总线出现故障,CPU就不能在取IOS芯片本身故障的最好的方法是更换相同型号的芯片。
如果开机后CPU能够选中BIOS,但仍呈黑屏状态,则要重点检查DMA控制器、中断控制器、定时器芯片等。它们是CPU的高级支持电路,发生故障时,同样会出现黑屏,无声响等现象。
如果是CPU芯片本身损坏,我们只能更换新的CPU,而没有其它的好方法。
三、总线故障
在排除CPU故障后,还是出现黑屏,无声响等关键性故障现象,则应该检查是否是总线故障。总线可分成CPU总线,存储器总线,I/O通道总线和外围接口总线四个层次。每个层次的总线又分为地址总线、控制总线、数据总线等三种。地址总线和控制总线上的信号是由执行总线操作的主设备产生的,CPU和DMA控制器都有权控制总线。数据总线是为各部件之间提供数据传送的通路。只有在控制总线和地址总线的作用下,数据总线才有意义。总线故障主要表现在三个方面:总线本身故障;总线控制权错误引起故障;系统总线故障。
指令的总线周期中正确地读取指令码,从而使得以后的任何操作都失败。只有内存数据总线,I/O通道数据总线和局部数据总线三者内容保持一致,才能保证读取指令总线周期时CPU能够得到正确的指令。
对于第二个方面,为了满足系统对多主控模块争用总线控制权的需要,在总线接口中一般配备了总线控制器模块。当CPU需要DMA控制器去完成控制功能时,才把控制权交给DMA控制器。此外,DMA还可以控制内存的刷新操作。如果这些总线主控器或相关电路发生错误也会引起总线故障。
对于第三个方面,系统总线是PC机主板上信息交换的中心。CPU输出的地址信息经过地址缓冲器后输出到系统地址总线上,输出的数据信息经过数据缓冲器后输出到系统数据总线上。输出的指令经过指令缓冲器后输出到系统控制总线上。所以,影响系统总线的因素很多,如由局部总线故障、系统总线之间的芯片或外围接口总线芯片故障引起的。
总线故障多以系统总线故障为主,当系统总线出现故障时,经常出现黑屏,无声响等关键性故障现象。CPU执行的任何周期只能*READY信号低电平来结束工作,如果READY为高电平,则CPU自动插入等待状态,直到READY为低电平。因此我们可以让CPU在开机执行完第一个周期后不结束,这样CPU就可以保持输出的地址信号0FFFFFF0H一直有效,通过用逻辑笔来跟踪、测试这些CPU输出的有效信号,同时记录结果,与相同型号的正常主板的测试结果进行比较,找到有故障的芯片,来排除系统总线故障。
考虑到目前PC机主板上都有ISA总线插槽,笔者常用测试ISA总线输出的地址信号,来排除系统总线故障。ISA总线插槽包括两个部分,一部分是62线ISA插槽,另一部分是36线ISA插槽,共98个引脚。
正常情况下,加电后ISA插槽中的地址信号和数据信号均为脉冲信号,如果两者均无脉冲信号,则可能是CPU没有工作,若个别地址总线或数据总线为恒定电平或有脉冲信号,则是系统总线故障。一般情况是,若发现某一位或很少几位为恒定电平,可重新开机测试这些位在开机瞬间是否为恒定电平,若开机瞬间即为恒定电平,则是故障状态。若开机瞬间为脉冲,而后变为恒定电平则应测试其他信号,若发现八位以上出错状态,则应测试相应的总线驱动门控制信号。
如果开机后,ISA插槽中的地址总线和数据总线出现过脉冲信号,随后又变成恒定电平,则说明CPU工作基本正常,可能是系统总线的故障。用逻辑笔在ISA插槽中逐位地测试地址总线信号和数据总线信号,如果发现某位或很少几位为恒定电平,则马上复位测试在开机瞬间是否为恒定电平。如果开机瞬间有一个以上的脉冲出现,则应首先测试其他信号。如果有某位信号在开机时为恒定电平,则是错误状态,应重点检查该信号的传输线路及与该信号有关的逻辑关系等。在不加电情况下,将ISA总线插槽中的62线I/O插槽中A10(IO CHARY)和B10(GND)信号短接,使CPU加电后仅执行一个总线周期就停止。这样CPU在执行第一条开机指令的第一个总线周期时,地址信号值为0FFFF0H,传输的路径是CPU→地址锁存器→总线驱动器芯片→BIOS。数据信号值是5BEAH。传输路径为BIOS→数据传送/接收器芯片→CPU。沿着这条路径,用逻辑笔逐级核对地址信号A0-A19是否为0FFFF0H,数据信号D0-D15是否为5BEA,存储器读信号(MEMR)是否为低电平,发现哪一级出错,就重点测试与该级有关的传输线路和相应芯片的逻辑关系。
除了上面关键性故障表现的三个方面外,还有主板上的定时器、中断控制器、数据收发逻辑电路、DMA控制器以及基本的64KB内存和内存刷新电路等关键部件的故障。一旦这些部件出现故障,将使整个系统陷于瘫痪。
根据笔者的经验,对于关键性故障,还可以根据PC机扬声器所发出的“嘟嘟”报警声的次数来判断故障的大致部位(见附表^04030401b^一、^04030401c^二),从而分析和排除关键性故障,根据这些信息仔细分析,查找故障原因,通过插拔法、比较法、替换法等排除故障。
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